Điện áp định mức: Đặc điểm, vai trò và các cấp

Tin Trung

Tin Trung

Khi thiết kế hay vận hành lưới điện, cần quan tâm đến điện áp định mức để lưới điện vận hành ổn định. Tương tự khi sử dụng thiết bị điện, đây cũng là cơ sở để điều chỉnh mức điện áp phù hợp nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động của thiết bị. Cùng chúng tôi tìm hiểu về đặc điểm, vai trò của điện áp định mức qua bài viết sau đây. 

Khái niệm điện áp định mức

Điện áp định mức (tiếng Anh là Rated Voltage) hay còn được gọi là điện áp danh định, là giá trị điện áp tối đa mà một thiết bị có thể hoạt động an toàn. Điện áp định mức được xác định để đảm bảo thiết bị hoạt động đúng cách và bền vững trong thời gian dài. 

Ví dụ: ổ cắm điện 220V được thiết kế để sử dụng ở điện áp định mức là 220VAC. Nếu vượt quá giá trị này, ổ cắm có thể bị hư hỏng. 

Điện áp định mức được coi là đại lượng quan trọng nhất của lưới điện, là cơ sở để thiết kế và vận hành, đồng thời quyết định khả năng tải cũng như kết cấu, thiết bị và giá thành của lưới điện. 

dien-ap-dinh-muc-la-gi

Điện áp danh định còn thể hiện được tỷ lệ dung sai (đơn vị %). Dung sai cho biết phạm vi điện áp tối đa và tối thiểu của 1 thiết bị. 

Ví dụ: điện áp định mức của 1 thiết bị là 100V, dung sai là 10%, như vậy, điện áp tối đa sẽ là 110V và điện áp tối thiểu là 90V. 

Điện áp định mức được chia thành 2 loại là điện áp dây và điện áp pha.

  • Điện áp dây: đại lượng biểu thị sự chênh lệch điện thế giữa 2 dây pha bất kỳ.
  • Điện áp pha: điện áp đo được trên một dây cụ thể, hay là hiệu điện thế giữa 2 đầu dây, hoặc hiệu điện thế giữa dây pha và dây trung tính. 

Thực tế, điện áp định mức chính là điện áp dây. Điện áp pha chỉ được sử dụng ở lưới điện hạ áp.

Điện áp định mức có ký hiệu là Uđm hoặc Udđ, đơn vị là Vôn (V).

Đặc điểm và vai trò của điện áp định mức

Điện áp định mức được coi là mức giới hạn của từng thiết bị. Người vận hành cần nắm được thông số này để đảm bảo thiết bị hoạt động trong ngưỡng an toàn. 

Đặc điểm của điện áp định mức

  • Được xác định trong quá trình thiết kế và được thể hiện bằng con số chính xác. 
  • Có ký hiệu là V hoặc U – theo chuẩn quốc tế. 
  • Ảnh hưởng lớn đến các thông số khác trong thiết bị như: dòng điện, công suất và hiệu suất.
  • Mỗi thiết bị đều có tỷ lệ dung sai nhất định và điện áp định mức nằm trong phạm vi này. 
  • Điện áp định mức của máy biến áp, thiết bị phân phối điện và thiết bị sử dụng điện có giá trị bằng hoặc gần bằng điện áp danh định của lưới điện đó. 

Vai trò của điện áp định mức

Điện áp định mức cung cấp mức điện áp giới hạn của từng loại thiết bị. Nhờ đó, các thiết bị hoạt động trong mức điện áp phù hợp sẽ vận hành đúng cách, hạn chế hỏng hóc và nâng cao tuổi thọ. 

Điện áp định mức cũng thể hiện mức tiêu thụ năng lượng điện của các thiết bị. Người dùng có thể căn cứ vào giá trị này để điều chỉnh mức điện áp phù hợp nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động của thiết bị.

Ví dụ, nếu thiết bị cần điện áp 110V, bạn cần trang bị thêm bộ hạ áp nguồn điện để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. 

Các cấp điện áp phổ biến

Cấp điện áp tiêu chuẩn tại Việt Nam

Thông tư 39/2015/TT-BCT quy định cấp điện áp là một trong những giá trị của điện áp danh định được sử dụng trong hệ thống điện Việt Nam, bao gồm:

  • Hạ áp là cấp điện áp danh định đến 01 kV
  • Trung áp là cấp điện áp danh định trên 01 kV đến 35 kV
  • Cao áp là cấp điện áp danh định trên 35 kV đến 220 kV
  • Siêu cao áp là cấp điện áp danh định trên 220 kV.

Các cấp điện áp phổ biến trên thế giới

Trên thế giới, có một số mức điện áp khác được áp dụng như 60kV – 150kV – 330kV – 400kV – 750kV tùy thuộc vào điều kiện kinh tế và mục đích sử dụng. Với tải công suất không đổi, điện áp cao giúp giảm dòng điện và tiết kiệm chi phí dây dẫn, tuy nhiên chi phí cách điện cũng sẽ cao hơn. Ngược lại, điện áp thấp làm giảm chi phí cách điện nhưng lại làm tăng chi phí dây dẫn. 

Hiện nay, nhiều quốc gia như Mỹ và Nhật vẫn sử dụng điện áp 100V – 110V cho lưới điện áp vì ngoài lý do kinh tế, những hệ thống cấp điện áp dưới 1000V còn đảm bảo an toàn cho hệ thống phân phối điện.

dien-ap-dinh-muc-la-gi

Khoảng cách an toàn của các cấp điện áp định mức

Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp được quy định tại Điều 10 Nghị định 14/2014/NĐ-CP hướng dẫn Luật điện lực về an toàn điện. Quy định cụ thể như sau:

Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp quy định tại Khoản 1 Điều 51 của Luật điện lực.

Điện áp Đến 22kV 35kV 110kV 220kV
Dây bọc Dây trần Dây bọc Dây trần Dây trần Dây trần
Khoảng cách an toàn 1,0m  2,0m 1,5m 3,0m 4,0m 6,0m

Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp quy định tại Khoản 4 Điều 51 của Luật điện lực là khoảng cách tối thiểu từ dây dẫn điện đến điểm gần nhất của thiết bị, dụng cụ, phương tiện làm việc trong hành lang bảo vệ an toàn lưới điện cao áp.

Điện áp Đến 22kV 35kV 110kV 220kV 500kV
Khoảng cách an toàn 4,0m 4,0m 6,0m 6,0m 8,0m

Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp quy định tại Khoản 5, Khoản 6 và Khoản 7 Điều 51 của Luật điện lực là khoảng cách tối thiểu từ dây dẫn điện khi dây ở trạng thái võng cực đại đến điểm cao nhất của đối tượng được bảo vệ.

Đến 35kV 110kV 220kV 500kV
Đến điểm cao nhất (4,5m) của phương tiện giao thông đường bộ 2,5m 2,5m 3,5m 5,5m
Đến điểm cao nhất (4,5m) của phương tiện, công trình giao thông đường sắt hoặc đến điểm cao nhất (7,5m) của phương tiện, công trình giao thông đường sắt chạy điện 3,0m 3,0m 4,0m 7,5m
Đến chiều cao tĩnh không theo cấp kỹ thuật của đường thủy nội địa 1,5m 2,0m 3,0m 4,5m

Một số câu hỏi về điện áp định mức

Câu hỏi 1: Phân biệt nhanh điện áp định mức và tỷ lệ dung sai?

Trả lời: Điện áp định mức hiểu đơn giản là giá trị điện áp tối đa mà một thiết bị có thể vận hành an toàn, có đơn vị là V, còn tỷ lệ dung sai là mức độ cho phép chênh lệch giữa điện áp thực tế so với điện áp định mức mà thiết bị vẫn hoạt động bình thường, thường biểu thị bằng phần trăm.

Câu hỏi 2: Phân biệt điện áp định mức với điện áp hoạt động?

Trả lời: Điện áp định mức là điện áp tối đa thiết bị có thể hoạt động an toàn mà không bị quá tải hoặc hư hỏng. Điện áp hoạt động là điện áp thực tế thiết bị đang được cung cấp. Điện áp hoạt động nên nằm trong phạm vi an toàn được xác định bởi điện áp định mức.

Trên đây là toàn bộ thông tin về khái niệm điện áp định mức và vai trò của đại lượng này trong hệ thống điện. Hy vọng bài viết mà BTB Electric chia sẻ đã giúp bạn hiểu rõ những thông tin và lưu ý quan trọng, để đảm bảo an toàn khi vận hành thiết bị điện đúng điện áp định mức. Nếu bạn đang quan tâm đến chủ đề này, hãy cập nhật thêm nhiều thông tin từ chúng tôi: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/thuat-ngu-nganh-dien/